無縫鋼管在冷拔過程中存在著不均勻變形，由此產(chǎn)生附加應(yīng)力，冷拔后這種附加應(yīng)力即成為殘余應(yīng)力留在管內(nèi)。無縫鋼管不均勻變形的程度決定了其殘余應(yīng)力的大小和分布。

　　

　　“當(dāng)前，我國關(guān)鍵基礎(chǔ)鋼鐵新材料的質(zhì)量、性能、綠色化水平顯著提高，但與先進國家相比，我國高端裝備用材料還有差距，亟需加大攻關(guān)力度。”5月7日，鋼鐵研究總院副院長杜挽生在由中國冶金報社主辦的2018中國軋鋼與軋輥新技術(shù)高峰論壇上表示。他認為，鋼鐵材料的發(fā)展方向和趨勢是高潔凈度、高均勻性、超細組織、高精度和高附加值，亟需形成關(guān)鍵基礎(chǔ)鋼鐵新材料先進的制造工藝和用戶應(yīng)用技術(shù)。

　　

　　高端裝備用鋼鐵材料發(fā)展仍存三方面問題“高端裝備用鋼鐵材料是鋼鐵材料中的高技術(shù)含量產(chǎn)品，是航空航天、能源交通、海洋工程、汽車輕量化、環(huán)保等產(chǎn)業(yè)和重大裝備制造、重大工程建設(shè)、戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)及國防先進武器所需的關(guān)鍵基礎(chǔ)材料，對推動鋼鐵行業(yè)持續(xù)發(fā)展、保障國家工業(yè)化和國防安全具有重要意義。”杜挽生說。

　　

　　上海墨鉅整理資料：高端裝備用鋼鐵材料的發(fā)展具有以下特點：國家、行業(yè)和地方出臺了相關(guān)規(guī)劃，加強了宏觀指導(dǎo)；加強了關(guān)鍵技術(shù)突破，一批高端鋼鐵品種成功應(yīng)用；強化了企業(yè)主體地位，形成了較為先進的生產(chǎn)工藝流程；產(chǎn)業(yè)規(guī)模逐步擴大，區(qū)域特色日益明顯；關(guān)鍵鋼鐵材料功能性明顯，具有特定的服務(wù)領(lǐng)域；關(guān)鍵鋼鐵材料發(fā)展具有緊迫性。

　　

　　他表示，不論是從工藝技術(shù)發(fā)展水平、品種質(zhì)量狀況，還是從產(chǎn)業(yè)競爭力上來看，我國高端裝備用鋼鐵材料與先進國家相比仍有差距。

　　

　　一是鋼材生產(chǎn)工藝落后，產(chǎn)品自主開發(fā)能力弱。

　　

　　整體來看，我國高端裝備鋼鐵材料產(chǎn)品結(jié)構(gòu)偏低端，部分高端裝備及核心部件用關(guān)鍵基礎(chǔ)鋼鐵材料嚴(yán)重依賴進口，關(guān)鍵技術(shù)受制于人。如特種耐腐蝕油井管、船用耐蝕鋼、高速鐵路用車軸及軸承鋼、高標(biāo)準(zhǔn)模具鋼等關(guān)鍵基礎(chǔ)鋼材產(chǎn)品仍然滿足不了需求，亟需大力發(fā)展。

　　

　　二是產(chǎn)品開發(fā)與下游市場需求銜接不夠。

　　

　　發(fā)展關(guān)鍵鋼鐵材料涉及到眾多的裝備制造和鋼材生產(chǎn)企業(yè)、高等院校和科研院所之間的協(xié)同合作。而我國企業(yè)間合作松散，協(xié)同創(chuàng)新能力欠缺，產(chǎn)品開發(fā)與用戶企業(yè)實際需求結(jié)合不緊密，嚴(yán)重阻礙了高端裝備關(guān)鍵基礎(chǔ)鋼材的發(fā)展。

　　

　　我國多數(shù)鋼鐵企業(yè)生產(chǎn)工藝控制水平不夠高，生產(chǎn)管理控制指標(biāo)寬松，造成國內(nèi)鋼鐵產(chǎn)品，尤其是優(yōu)質(zhì)鋼材產(chǎn)品批次質(zhì)量波動較大。近10年來，我國一批國有大中型鋼鐵企業(yè)先后引進了世界一流的鋼鐵生產(chǎn)裝備，企業(yè)整體裝備水平進入世界先進行列，但企業(yè)裝備駕馭能力不足，許多關(guān)鍵生產(chǎn)工序自主控制水平不高，生產(chǎn)技術(shù)人員缺乏創(chuàng)新能力，導(dǎo)致高水平裝備生產(chǎn)不出高質(zhì)量產(chǎn)品。

　　

　　三是相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)不能適應(yīng)用鋼行業(yè)快速發(fā)展的要求。此外，還存在著企業(yè)精細化管理和生產(chǎn)水平較低，生產(chǎn)技術(shù)水平落后于裝備水平的現(xiàn)象。

　　

　　“這在企業(yè)裝備水平很高，但缺少與之相適應(yīng)的產(chǎn)品質(zhì)量和品種上可以得到體現(xiàn)。”杜挽生表示。

　　

　　國內(nèi)外高端鋼鐵產(chǎn)品差距有多大？

　　

　　“國內(nèi)外高端鋼鐵產(chǎn)品的差距有多大？我們做了一些研究。”杜挽生做了如下分類比較。

　　

　　在海洋工程裝備與高技術(shù)船舶關(guān)鍵用鋼方面，我國亟待開發(fā)高端品種。目前，從用量上看，我國90%的海洋裝備用鋼都可以自給，但從品種規(guī)格上看，占牌號數(shù)量70%的高端海洋裝備用鋼，要么尚屬空白，要么嚴(yán)重依賴進口。

　　

　　在航空（航天）發(fā)動機及燃氣輪機用高溫合金方面，我國仍處于跟跑階段。不過，客觀上講，我國高溫合金的研制和生產(chǎn)水平與先進國家的差距正在拉近。

　　

　　在新型高鐵和城市軌道用鋼方面，我國發(fā)展并不均衡。當(dāng)前，我國動車組整車技術(shù)在世界范圍內(nèi)處于并跑或領(lǐng)跑地位，但在輪對、轉(zhuǎn)向架以及變速箱等關(guān)鍵技術(shù)中的關(guān)鍵材料生產(chǎn)上整體仍然處于跟跑或并跑階段。其中，我國高速車輪應(yīng)用時間較短，研究和開發(fā)起步也較晚，借鑒、吸收和再創(chuàng)新的過程也短，原始創(chuàng)新的沉淀和應(yīng)用數(shù)據(jù)的積累少，仍部分依賴進口；就高速車軸而言，國內(nèi)動車組車軸主要依賴進口，在動車組車軸技術(shù)要求、材料技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)等方面缺乏系統(tǒng)的技術(shù)儲備；就高速軸承來說，國內(nèi)主機廠生產(chǎn)的動車組所用的軸箱軸承品牌均為歐洲、日本的，我國真空脫氣軸承鋼冶金質(zhì)量的穩(wěn)定性和疲勞壽命與國外高品質(zhì)真空脫氣鋼（高鐵軸承用鋼）存在一定差距。

　　

　　在大型飛機結(jié)構(gòu)性關(guān)鍵部件用鋼方面，我國整體水平基本上可以滿足國防軍工、裝備制造、國民經(jīng)濟發(fā)展要求，但與國際先進水平相比，仍存在較大差距。

　　

　　與國外先進水平相比，我國在大型飛機結(jié)構(gòu)性關(guān)鍵鋼鐵材料領(lǐng)域處于跟跑狀態(tài)；在高性能理論設(shè)計和計算、廣度和深度研究、先進設(shè)備生產(chǎn)、工藝參數(shù)優(yōu)化等方面仍需進一步努力。

　　

　　“高端裝備用鋼鐵材料關(guān)乎社會經(jīng)濟安全和國防安全，關(guān)乎我國工業(yè)核心競爭力提升，關(guān)乎我國工業(yè)轉(zhuǎn)型升級，關(guān)乎我國工業(yè)自主創(chuàng)新能力建設(shè)，必須盡快取得突破，補上短板。”杜挽生表示。

　　

　　上海墨鉅整理資料：無縫鋼管冷拔變形是由其變形特點決定的。由于空拔過程中沒有芯棒參與對管壁的加工，且變形后管壁的厚度變化不大，因而造成了無縫鋼管內(nèi)外層變形條件和變形狀態(tài)的很大差異，導(dǎo)致了不均勻變形。

　　

　　變形過程中，由于無縫鋼管內(nèi)表面附近的金屬首先進)塑性變形狀態(tài)，并且金屬沿軸向流動時沒有受到摩擦產(chǎn)生的阻力的影響，因而出現(xiàn)其軸向變形沿壁厚方向的不均勻性，致使無縫鋼管外層的自然延伸明顯低于內(nèi)層。這樣，在無縫鋼管外層產(chǎn)生的軸向和切向附加拉伸變形和附加拉伸應(yīng)力達到最大值;相反，在無縫鋼管內(nèi)層產(chǎn)生的軸向和切向附加壓縮變形和壓縮應(yīng)力也達到最大值，附加應(yīng)力在變形后成為殘余應(yīng)力留在管內(nèi)。